Qarshi filiali “kompyuter injiniringi” fakulteti

Raqamli signal protsessorlari.

Zamonaviy tizimlarning raqamli standartlarga tez o'tish jarayoni katta hajmdagi ma'lumotlarni qayta ishlashni talab qildi. Signallar bilan murakkab operatsiyalar, masalan, siqilgan audio va video ma'lumotlarni ochish, ma'lumot oqimlarini yo'naltirish va boshqalar. yuqori samarali hisoblash tizimlaridan foydalanishni talab qiladi. Bunday tizimlar turli elementar bazalarda amalga oshirilishi mumkin, ammo Raqamli signal protsessorlariga (DSP) asoslangan qurilmalar eng ko'p qo'llaniladi.
Ommaviy parallelizmga ega kompyuter tizimlarining rivojlanish tarixi o'nlab yildan ko'proq davom etmoqda. Ehtimol, bu ilm-fan va texnologiyalarning ichki taraqqiyoti dunyo yutuqlari darajasida bo'lgan va ba'zi hollarda ulardan ustun bo'lgan kam sonli sohalardan biridir.
DSP - protsessorlari raqamli signallarni qayta ishlash uchun mo'ljallangan - raqamli signallarni matematik manipulyatsiyasi. Ular simsiz tizimlarda, audio va video ishlov berish, boshqaruv tizimlarida keng qo'llaniladi.
DSP-dan foydalanadigan ilovalar soni va ishlov berish algoritmlarining murakkabligi oshib borishi bilan, ularga tezlikni oshirish va jihozlash interfeysi va boshqa ixtisoslashgan tugunlarga nisbatan talablar oshmoqda.
Bugungi kunga kelib, DSP ning ko'pgina turlari mavjud, ular universal va juda tor vazifalarga qaratilgan.
NeuroMatrix oilasining protsessorlari
"Modul" ilmiy-texnik markazi VLSI L1879VM1 (NM6403) va 1879VM2 (NM6404) ni o'z ichiga olgan raqamli signallarni qayta ishlash protsessorlari (DSP) NeuroMatrix oilasini ishlab chiqdi, va uzoq muddatda - 1879VM4 (NM6405) uchinchi avlod protsessor. Dastlab, asabiy jarayonlarni qo'llab-quvvatlash uchun taxtalarni yaratishda, STC mutaxassislari chet el DSP-laridan foydalanganlar. Biroq, ularning arxitekturasi hal qilinadigan vazifalar sinfiga mos kelmadi va vaqt o'tishi bilan "Modul" mutaxassislari nafaqat o'zingizning DSP protsessoringizni ishlab chiqish, balki uni xorijiy analoglardan ham yaxshiroq qilish mumkin degan xulosaga kelishdi. Bunday qurilma NeuroMatrix NM6403 chipi edi.
Ushbu oilaning o'ziga xos xususiyati - bu qurilmalarning yuqori ishlashi va narx nisbati bilan ta'minlaydigan asl patentlangan vektor-matritsa arxitekturasi.
NeuroMatrix oilasining protsessorlari - bu RLIC arxitekturasining yuqori samaradorlikka ega hisoblash asboblari bo'lib, ular VLIW (Juda uzun yo'riqli so'z - juda uzun buyruqli so'z), SIMD (yakka tartibdagi bir nechta ma'lumot) va superscalar elementlariga ega. Ular 64-bitli vektorli apparatlardagi matritsa va vektorli operatsiyalarni qo'llab-quvvatlaydi, bunda ma'lumotlar yig'iladi (qo'shimcha sobit nuqtali kodda). Har bir vektor ixtiyoriy sig'imning bir nechta elementlaridan iborat bo'lishi mumkin, ammo vektorning barcha elementlarining umumiy sig'imi 64 bit bo'lishi kerak. L1879VM1 protsessor
L1879VM1 protsessori etti yildan ko'proq vaqtdan beri mavjud. U Samsung tomonidan 0,5 mikron texnologik standartlarga ega CMOS texnologiyasi bo'yicha ishlab chiqariladi.
Protsessor 40 MGts gacha bo'lgan chastotalarda -40 ... + 85 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida ishlaydi va 3.0–3.6 V. dan kuchlanish. 1999 yilda ushbu protsessorning mikroprotsessor yadrosidan foydalanish uchun litsenziya Fujitsu tomonidan olingan. L1879BM1 32 bitli skorali ma'lumotlar va 64 bitli blok ma'lumotlarga kiritilgan 1 dan 64 gacha bo'lgan dasturlashtiriladigan bitlarning vektor ma'lumotlari bilan ishlashni qo'llab-quvvatlaydi.
NeurOMATRIX NM6403 neyron signal protsessor ("Module" kompaniyasi, Rossiya)
Neurochip NM6403.
Asosiy xususiyatlari:

• 
  soat chastotasi - 40 MGts;
  
  • 
    0,5 - mikron CMOS texnologiyasi;
    
  • 
    turar joy 256BGA;
    
  • 
    kuchlanish 2,7 dan 3,6 V gacha;
    
  • 
    50 MGts chastotada 1,3 Vt quvvat sarfi;
    
  • 
    ish sharoitlari: -60 ... + 85C.
    

NeuroMatrix NM6403 NeuroMatrixCore (NMC) protsessor yadrosiga asoslangan bo'lib, u VLIM / SIMD arxitekturasi (Ver ilog tili) bilan yuqori samarali DSP protsessorining sintez qilinadigan modelidir.
Protsessor quyidagilarni o'z ichiga oladi:
32-bitli RISC 32-bitli ma'lumotlarga skalif arifmetik, mantiqiy va siljish operatsiyalarini bajaradigan, 5 bosqichli quvurlar bilan ishlaydigan, shuningdek dasturning bajarilishini boshqaruvchi protsessor. RISC protsessori asl yo'riq tizimidan foydalanadi. Buyruqlar 32 va 64 bitli bo'lib, bitta buyruq odatda ikkita operatsiyani belgilaydi: arifmetik va kiritish-chiqish;
64-bitli ma'lumotlar vektorlarida arifmetik va mantiqiy amallarni bajaradigan vektorli tugun;
Ikki xil 64 bitli tashqi xotira interfeysi - mahalliy (LMI) va global (GMI). Har bir interfeys SRAM / DRAM kabi tashqi xotiraning ikkita banki bilan umumiy sig'imi 8 GB (231 32 bitli hujayralar) bilan ishlashga imkon beradi.
Shunday qilib, mavjud manzil maydoni 16 Gb (2-rasm). Almashinish 32 va 64 bitli ma'lumotlarda sodir bo'ladi.
Manzilning eng kam ahamiyatga ega bo'lgan bitimidan faqat 32-bitli ma'lumot almashilganda foydalaniladi.

• 
  LMI va GMI interfeyslari boshqa protsessor bilan umumiy xotirani almashishni qo'llab-quvvatlaydi;
  
• 
  Texas Instruments DSP TMS320C4x portlariga (CP0 va CP1) mos keladigan ikkita protsessor almashinuvi uchun ikkita baytli aloqa kirish / chiqish porti;
  
• 
  Xotiraga to'g'ridan-to'g'ri kirish protsessori (DAP), almashish
  
• 
  Xotira va portlar orasidagi 64 bitli ma'lumotlar;
  

· Sizga tashqi avtobuslardan birini oltita ichki avtobusning biriga dinamik ravishda ulashga imkon beruvchi ma'lumotlar uzatgichi: IB buyruq avtobuslari, SDIB / SDOB skalyar ma'lumotlarni kiritish / chiqarish, VDIB / VDOB vektorli kirish / chiqish ma'lumotlari, shuningdek, WB kirish og'irligi avtobusi bilan. Barcha shinalar 64 bitli.

1-rasm. Protsessor tuzilishi.

2.